Lời mở đầu
1

Tính cấp thiết của đề tài
Trong quá trình công nghiệp hóa đất nước lĩnh vực khoa học kĩ thuật

đóng vai trò hết sức quan trọng. Trong đó lĩnh vực Điện – Điện tử đã góp phần
rất đáng kể từ những thiết bị dân dụng đến các dây truyền công nghệ tự động
hóa nhằm nâng cao năng suất, giảm bớt lao động chân tay vốn đã lạc hậu khi đất
nước ta đã là thành viên của tổ chức của tổ chức thương mại thế giới. Lĩnh vực
tự động hóa đã đi vào hầu hết các nhà máy xí nghiệp thay thế dần những bộ máy
móc lạc hậu, thay thế con người làm việc trong những lĩnh vực nguy hiểm. Đặc
biệt hơn nữa với sự phát triển của công nghê thông tin đã mang đến nhiều lợi ích
to lớn và thiết thực hơn. Kết hợp với tự động hóa giúp con người điều khiển và
giám sát được các quá trình công nghệ, tham gia trực tiếp điều khiển đối tượng
không những trong phạm vi thu nhỏ mà trên cả diện rộng. Góp phần làm giảm
chi phí sản xuất, quản lí sản xuất dễ dàng, theo dõi quá trình đơn giản, nâng cao
năng suất lao động, hiệu quả sản xuất.
2 Mục đích nghiên cứu của đề tài
Mục đích của đề tài là nghiên cứu, phân tích trang bị điện, đi sâu cơ cấu
nâng hạ công son, cơ cấu di chuyển giàn, cơ cấu di chuyển xe con cầu trục QC
hãng Kalmar cảng Vip Greenport.
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là cầu trục giàn QC hãng Kalmar cảng Vip
Greenport.
Phạm vi nghiên cứu là cơ cấu nâng hạ công son, cơ cấu di chuyển giàn,
cơ cấu di chuyển xe con.
4 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu tổng quan về cầu trục
giàn QC, đi sâu phân tích cơ cấu nâng hạ công son, cơ cấu di chuyển giàn, cơ
cấu di chuyển xecon của cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport.

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học: Việc nghiên cứu trang bị điện là rất cần thiết, giúp
hiểu sâu về thiết bị được lắp đặt trên cầu trục.


Ý nghĩa thực tiễn: Việc nghiên cứu trang bị điện giúp khai thác tối ưu
năng suất các thiết bị, phục vụ tốt hơn cho sản xuất và mang lại hiệu quả kinh tế
cao.


1
1

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ CẦU TRỤC QC CỦA HÃNG KALMAR
CẢNG VIP GREENPORT
Khái quát về cầu trục giàn QC của hãng Kalmar
Khái quát về cầu trục giàn QC của hãng Kalmar
Cầu trục giàn QC xếp dỡ container hãng Kalmar là cầu trục cổng có công
son liên kết bản lề di chuyển trên đường ray, xe con di chuyển bằng bánh xe trên
dầm chính, sử dụng nguồn điện 3 pha. Cầu trục QC là loại hiện đại nhất để xếp
dỡ container lên xuống tàu. Cầu trục QC của hãng Kalmar tại cảng Vip
Greenport được biểu diễn trên hình 1.1.

-

Hình 1.1. Cầu trục giàn QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport
Cầu trục có các đặc điểm cơ bản sau:
Khung cầu trục kết cấu bằng thép, cấu trúc dạng hộp và được hàn cứng.
Cầu trục được trang bị 1 khung nâng dạng ống để xếp dỡ container.
Thiết bị khung nâng được lắp để điều chỉnh khung nâng ăn khớp với container.



-

Các chuyển động nâng hạ hàng, di chuyển xe con, di chuyển chân đế được điều
khiển từ cabin của người vận hành được lắp đặt trên cơ cấu xe con. Còn chuyển
động nâng hạ công son được thực hiện trên tủ điều khiển tại phòng nâng hạ công

-

son.
Điều khiển chuyển động đảm bảo sự thay đổi tốc độ được nhẹ nhàng đối với các
cơ cấu chính (cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu nâng hạ công son, di chuyển xe con,

-

di chuyển chân đế).
Kẹp ray điện thủy lực được trang bị để giữ cầu trục không bị dịch chuyển dưới

-

gió xoáy 35m/s khi cầu trục đang hoạt động.
Các thiết bị an toàn của cầu trục gồm nhiều công tắc giới hạn, khóa liên động,
phanh hãm và các nút dừng khẩn cấp.
Các thông số kĩ thuật cơ bản của cầu trục giàn QC:

-

-


2

Loại cầu trục: Cầu trục cổng, xe con di chuyển bằng bánh xe trên dầm chính,
công son nâng hạ kiểu bản lề.
Sức nâng định mức:
+ Khi dùng khung nâng: 51,5 tấn.
+ Khi dùng móc nâng: 53,5 tấn.
- Khả năng quá tải (cơ cấu nâng): 125% tải định mức.
- Loại container: 20 Feet (20’), 40 Feet (40’), 45Feet (45’).
- Loại khung nâng: Khung nâng kiểu ống lồng 20’, 40’, 45’.
- Chiều cao nâng: 30m.
- Chiều dài bao ngoài cầu trục: 80m.
- Chiều cao (khi nâng công son): 76m.
- Hành trình xe con mang hàng: 80m.
+ Tầm với ngoài (hành trình từ bản lề của công son ra phía sông): 40m.
+ Tầm với trong (hành trình từ bản lề của công son vào phía bờ): 40m.
- Số bánh xe: 8 bánh / 1 cụm chân.
- Số cụm chân: 4 cụm.
Cabin điều khiển trên cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport
Các buồng máy chính của cầu trục gồm: buồng công son, buồng điện cao
áp (22kV), buồng điện, buồng nâng hạ được đặt trên phần cố định của giàn công
son. Buồng công son đặt toàn bộ cơ cấu nâng hạ công son và quá trình điều
khiển nâng hạ công son được thực hiện ngay tại buồng trên bảng điều khiển.
Buồng điện cao áp có máy cắt cao áp và máy biến áp biến đổi điện áp 22kV
xuống 400V cấp cho cầu trục. Buồng điện đặt các tủ điện của toàn bộ cầu trục.


Buồng nâng hạ đặt các cơ cấu của hành trình nâng hạ hàng, di chuyển cầu trục.
Cabin của người vận hành được đặt cố định trên xe con. Tại đây người điều
khiển có thể thao tác vận hành di chuyển chân đế, di chuyển xe con và nâng hạ

hàng.
a

Bảng điều khiển tại cabin
Cấu trúc bàn điều khiển trong cabin hình 1.2.

2

2
1
5

4
3

1

3

6

7

8

9

10

11


4

5

6

7

8

+DCL

+DCR

1

1

A

B

C

D

A

B


Hình 1.2. Bàn điều khiển trong cabin
Bảng điều khiển bên phải cabin DCR
Bảng 1.1. Bảng điều khiển bên phải cabin DCR
ST
T
1

Tên gọi tiếng anh
MASTER SWITCH

2
3
4
5

HOIST UP
HOIST DOWN
FAULT RESET
EMERGENCY STOP

6
7
8

SPREADER RETRACT
SPREASER EXTEND
TROLLEY PARKPOSITION

Dạng


Chức năng

Tay trang Điều khiển tiến, lùi 5 cấp
điều khiển tốc độ
Nâng hàng
Hạ hàng
Nút ấn
Reset lỗi
Nút ấn
Dừng khẩn cấp mọi hoạt
động của cầu trục
Nút ấn
Thu chiều dài khung nâng
Nút ấn
Kéo dài khung nâng
Nút ấn
Reset xe con về vị trí


A
B

TWISTLOCKS LOCKING
TWISTLOCKS UNLOCKING

Nút ấn
Nút ấn

Khóa chốt ngoạm

Mở chốt ngoạm

Bảng điều khiển bên trái cabin DCL
Bảng 1.2. Bảng điều khiển bên trái cabin
STT
Tên gọi tiếng anh
1
MASTER SWITCH
2
3
4
5

TROYLLEY FORWARD
TROYLLEY BACKWARD
GANTRY LEFT
GANTRY RIGHT

6

MICROPHONE

7
OVERLOAD
8÷11 SELECT FLIPPER
A
B
C
D
b


SIREN
FLIPPER ON
MICROPHONE
FLIPPER OFF

Dạng
Tay trang
điều khiển

Micro
Nút ấn
Nút ấn
Nút ấn
Nút ấn
Nút ấn
Nút ấn

Chức năng
Điều khiển tiến – lùi, trái
– phải 5 cấp tốc độ
Tiến xe con
Lùi xe con
Di chuển giàn sang trái
Di chuyển giàn sang
phải
Thu tiếng người vận
hành phát ra loa
Báo quá tải
Điều chỉnh 4 cánh dẫn

hướng trên khung lâng
Còi báo động di chuyển
Mở cánh dẫn hướng
Bật microphone
Đóng cánh dẫn hướng

Bảng điều khiển tại buồng nâng hạ công son
Cơ cấu nâng hạ công son của cầu trục QC được truyền động bởi 1 động

cơ chính 75KW và 1 động cơ truyền động phụ 7,5KW. Động cơ phụ chỉ được sử
dụng khi động cơ chính gặp sự cố hoặc bảo dưỡng. Do đó sẽ có các nút điều
khiển riêng biệt cho 2 động cơ.
Cấu trúc bàn điều khiển công son hình 1.3.


1

2

3

4

5

6

7

8


9

10

11

12

13

14

15

16

+MBF1

Hình 1.3. Bàn điều khiển công son
Tên gọi và chức năng các phần tử trên bàn điều khiển công son được
trình bày trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Bảng điều khiển nâng hạ công son
STT Tên gọi bằng tiếng anh
1
PRIORITY
2

CRANE ON/OFF


3

FAULT RESET

4
5
6
7
8

EMERGENCY STOP
LAMPTEST
BUZZER ALARM
TROLLEY ON
GIRDER
MAINTENANCE

9

BOOM HOIST

Dạng
Chìa khóa
vặn
Nút ấn
(đèn xanh)
Nút ấn
(đèn đỏ)
Nút ấn
Nút ấn

Chuông
Đèn báo
màu vàng
Chìa khóa
vặn
Nút ấn
(đèn trắng)

Chức năng
Cướp điều khiển về bàn điều
khiển công son
Bật nguồn cho cầu trục hoạt
động
Reset lỗi
Dừng khẩn cấp
Kiểm tra đèn báo các nút ấn
Chuông báo động
Xe con đã vào vị trí
Cấp nguồn cho động cơ truyền
động phụ
Nâng công son


2
1

10

BOOM STOP


11

BOOM LOWER

12
13

RELEASE DEADMAN
BOOM START

14

BOOM STOP

15

BOOM HOIST

16

BOOM LOWER

Nút ấn
(đèn đỏ)
Nút ấn
(đèn trắng)
Nút ấn
Nút ấn
(đèn xanh)
Nút ấn

(đèn đỏ)
Nút ấn
(đèn trắng)
Nút ấn
(đèn trắng)

Dừng nâng hạ công son
Hạ công son
Dừng tạm thời
Cấp nguồn cho mạch điều khiển
động cơ truyền động phụ
Dừng cấp nguồn mạch điều
khiển động cơ truyền động phụ
Nâng công son với động cơ phụ
Hạ công son với động cơ phụ

Phân tích động học của cơ cấu nâng hạ công son
Sơ đồ cơ cấu nâng hạ công son
Cấu trúc của hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ công son được minh
họa trên hình 1.4.

1

4
5
3

6

7


8

4

2

Hình 1.4. Sơ đồ hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ công son
Trong đó: 1 – Động cơ chính; 2 – Động cơ phụ; 3 – Hộp giảm tốc; 4 –
Khớp nối; 5 – Phanh hãm dừng thủy lực; 6 – Trống tời; 7 – Phanh an toàn cho
cơ cấu nâng hạ công son; 8 – Encoder đo số vòng dây quấn cáp.


Nguyên lý làm việc của hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ công son:
Động cơ 1 có vai trò dẫn động cả cụm cơ cấu. Sau khi động cơ khởi động
mômen xoắn được truyền tới hộp giảm tốc 3 thông qua khớp nối 4. Mômen
được truyền đến hộp giảm tốc ở đầu vào, tại đầu ra mômen này đã được biến đổi
thành giá trị lớn hơn để dẫn động trống tời 6. Tại trục ra của hộp giảm tốc được
lắp 1 phanh hãm dừng thủy lực 5. Mômen xoắn chỉ được chuyển tới trống tời
khi 2 má phanh 5 được mở ra. Phanh an toàn cho cơ cấu nâng hạ 7 có nhiệm vụ
cố định trống tời khi đã thực hiện xong quá trình nâng hạ công son. Encoder 8
được gắn trực tiếp vào trục của trống tời để đo số vòng dây quấn cáp.
Cấu trúc hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ công son của cầu trục giàn
QC hãng Kalmar được biểu diễn trên hình 1.5.

Hình 1.5. Cấu trúc hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ công son
Trong đó: 1 – Động cơ truyền động chính; 2 – Phanh hãm dừng thủy lực;
3 – Bộ truyền cơ khí; 4 – Khớp nối; 5 – Trống tời quấn dây cáp khi nâng hạ



công son; 6 – Phanh hãm an toàn cho cơ cấu nâng hạ công son; 7 – Encoder đo
số vòng dây quấn cáp; 8 – Động cơ truyền động phụ được sử dụng khi động cơ
chính xảy ra sự cố hoặc bảo dưỡng.
Động cơ truyền động chính của cơ cấu nâng hạ công son được biểu diễn
trên hình 1.6.

+

Hình 1.6. Động cơ điện sử dụng cho cơ cấu nâng hạ công son
Động cơ nâng hạ công son là loại động cơ không đồng bộ 3 pha sử dụng điện áp
định mức Uđm = 400V với công suất định mức là P đm = 75 kW và tốc độ động cơ
n = 1465 vg/ph.
Dây cáp và trống tời tại buồng nâng hạ công son hình 1.7.


Hình 1.7. Dây cáp và trống tời
Dây cáp làm bằng thép tiết diện 30mm.
Trống tời cấu tạo hình trụ tròn đường kính 0,8m.
Cơ cấu nâng hạ công son của cầu trục QC hãng Kalmar
Sơ đồ nguyên lý nâng hạ công son được biểu diễn trên hình 1.8 và hình
+
+

2

1.9.

2
3
5

1

2
6
7
4

Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý nâng hạ công son

Hình 1.9. Công son của cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport
Trong đó: 1 – Công son; 2 – Con trượt; 3 – Dây cáp; 4 – Trống tời; 5 –
Thanh đỡ; 6 –Trụ cầu trục; 7 – Phòng điều khiển nâng hạ công son.


-

Nguyên lý hoạt động nâng hạ công son:
Để thực hiện công việc nâng hoặc hạ công son, người vận hành sẽ thực

hiện các thao tác tại phòng điều khiển 7.
+ Hạ công son:
Khi cầu trục không làm việc dài ngày hoặc do thời tiết xấu (gió to, bão),
công son được thu về sát với trụ chính của cầu trục (5 o ÷ 10o). Công son được hạ
khi nhả dây cáp 3 từ trống tời 4 thông qua hệ thống con trượt 2, công son được
hạ cho tới khi nó chạm tới giới hạn dưới của hành trình hạ. Lúc này sẽ có tín
hiệu báo đóng phanh hãm an toàn cho trống tời kết thúc quá trình hạ. Công son
được giữ chặt nhờ các thanh đỡ 5.
+ Nâng công son tương tự như quá trình hạ, chỉ khác là trống tời đảo
chiều quay để thu dây cáp lại.
Hệ thống phanh của cơ cấu nâng hạ công son được biểu diễn trên hình

1.10.

Hình 1.10. Phanh thủy lực và phanh điện từ
Động cơ phanh thủy lực là động cơ không đồng bộ:
+ Công suất định mức: Pđm = 3 kW.
+ Tốc độ: n = 1445 vg/ph.
+ Điện áp định mức: Uđm = 400V.
Động cơ phanh hãm cho trống tời :
+
+

Công suất định mức: Pđm = 3 kW.
Tốc độ: n = 1445 vg/ph.


Điện áp định mức: Uđm = 400V.
Phân tích động học của cơ cấu di chuyển giàn
Chân đế di chuyển giàn của cầu trục QC hãng Kalmar
Chân đế di chuyển cầu trục QC hãng Kalmar tại cảng Vip Greenport
+

3
1

được biểu diễn trên hình 1.11.

Hình 1.11. Chân đế di chuyển cầu trục QC hãng Kalmar
Cầu trục QC của hãng Kalmar di chuyển bởi 4 chân đế trên đường ray cố
định, mỗi chân có 8 bánh xe bằng sắt di chuyển trên thanh ray được bố trí theo
kiểu kết cấu cân bằng. Bốn bánh xe ở giữa được dẫn động bởi 2 động cơ.

Do cơ cấu di chuyển giàn cầu trục được dẫn động từ 8 động cơ khác nhau
nên việc điều chỉnh cho tốc độ của 4 cụm bánh xe chân đế bằng nhau là rất quan
trọng. Việc này được thực hiện nhờ một hệ thống điều khiển PLC trong hệ thống
thông qua các cảm biến điện tử.
Mỗi chân đế đều có nút dừng khẩn cấp, đèn, chuông cảnh báo di chuyển.
Cảm biến đo khoảng cách được đặt ở 2 chân phía bờ sông.
2 Sơ đồ truyền động điện cơ cấu di chuyển giàn


Sơ đồ truyền động điện cơ cấu di chuyển giàn của cầu trục QC được biểu
diễn trên hình 1.12.

3
1

4
5
6
7

4

4
2

5
6
7

Hình 1.12. Sơ đồ truyền động điện cơ cấu di chuyển giàn

Trong đó: 1 – Động cơ; 2 – Hộp giảm tốc; 3 – Phanh điện từ; 4 – Khớp
nối; 5 – Cặp bánh răng phụ; 6 – Gối đỡ trung gian; 7 – Bánh xe chuyển động.
Nguyên lý làm việc của hệ truyền động điện cơ cấu di chuyển giàn:
Động cơ 1 có vai trò dẫn động cả cụm cơ cấu nối với hộp giảm tốc 2
thông qua trục truyền cơ khí và khớp nối 4. Mômen xoắn được truyền từ động
cơ đến hộp giảm tốc, tại đầu ra của hộp giảm tốc mômen này đã được biến đổi
thành giá trị lớn hơn và có tỉ lệ với tỷ số truyền của hộp giảm tốc để dẫn động
bánh xe 7 thông qua cặp bánh răng phụ 5. Phanh điện từ 3 kẹp chặt trục động cơ,
khi được cấp nguồn điện nó mới cho phép động cơ truyền động. Gối đỡ trung
gian 6 giữ cố định trục của bánh xe.
- Động cơ di chuyển giàn là động cơ không đồng bộ 3 pha:


Hình 1.13. Động cơ di chuyển giàn của cầu trục QC
Động cơ sử dụng cho di chuyển chân đế bao gồm 8 động cơ không đồng
bộ 3 pha sử dụng điện áp định mức U đm = 400V với công suất định mức là Pđm =
22 kW và tốc độ động cơ n = 1465 vg/ph.
-

Limit Switch nắp tại chân cầu trục phía bờ sông:

Hình 1.14. Limit Switch lắp tại chân cầu trục
Limit Switch của hãng Schmersal dạng tiếp điểm thường đóng, khi cầu
trục di chuyển gặp phải vật cản hoặc giới hạn cuối đường ray sắt dưới 5cm nó sẽ
tác động vào thanh gạt của limit switch. Lúc này tiếp điểm thường đóng trên
4

mạch điều khiển được mở ra cầu trục ngừng di chuyển.
Phân tích động học của cơ cấu di chuyển xe con



1

Xe con của cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport
Xe con của cầu trục QC hãng Kalmar cảng Vip Greenport được biểu diễn
trên hình 1.15.

Hình 1.15. Xe con của cầu trục giàn QC hãng Kalmar
Xe con di chuyển dọc trục trên khung giàn chính của cầu trục. Khung giàn
chính có 2 dầm chính được chế tạo băng kép có độ cứng không gian đặt cách
nhau một khoảng tương ứng với khoảng cách bánh xe của xe con.
Do xe con có cơ cấu di chuyển được dẫn động từ 16 động cơ khác nhau
nên việc điều chỉnh cho tốc độ của 4 cụm bánh xe bằng nhau là rất quan trọng.
Việc này được thực hiện nhờ một hệ thống điều khiển PLC trong hệ thống thông
qua các cảm biến điện tử.
Cabin của người vận hành được đặt cố định trên xe con. Tại cabin này
người điều khiển có thể thao tác vận hành di chuyển xe con, nâng hạ hàng và di
chuyển chân đế.
2 Sơ đồ cơ cấu di chuyển xe con
Sơ đồ truyền động điện cơ cấu di chuyển xe con được biểu diễn trên hình
1.16.


4
1

3

2


5

Hình 1.16. Sơ đồ truyền động điện cơ cấu di chuyển xe con
Trong đó: 1 – Động cơ; 2 – Hộp giảm tốc; 3 – Phanh hãm dừng điện từ; 4
– Khớp nối;
-

5 – Bánh xe chuyển động.

Nguyên lý làm việc của hệ truyền động điện cơ cấu di chuyển xe con:
Động cơ 1 có vai trò dẫn động cả cụm cơ cấu. Sau khi động cơ khởi

động, mômen xoắn truyền đến hộp giảm tốc 2 thông qua khớp nối 4. Mômen
xoắn được truyền tới hộp giảm tốc 2 ở đầu vào, tại đầu ra của hộp giảm tốc 2
mômen này được được biến đổi thành giá trị lớn hơn và có tỉ lệ với tỷ số truyền
của hộp giảm tốc để dẫn động bánh xe 5.
Xe con lắp đặt trên cầu trục được biểu diễn trên hình 1.17.

1

Hình 1.17. Xe con lắp đặt trên cầu trục QC hãng Kalmar
Trong đó:
Dầm chính bằng thép dạng hộp có độ cứng và độ bền cao để xe con di chuyển

2

bốc xếp container từ tàu vào bờ.
Hệ truyền động điện cơ cấu di chuyển xe con: động cơ, hộp giảm tốc, bánh xe,
phanh hãm điện từ …



3
4

Cabin vận hành: nâng hạ hàng, di chuyển xe con, di chuyển giàn.
Cáp điện cấp nguồn 3 pha cho tủ điện trên xe con, khi xe con di chuyển thì cáp

5

điện cũng di chuyển theo nhờ hệ thống bánh xe 5.
Bánh xe bị động được dẫn động nhờ bánh xe chủ động của cơ cấu di chuyển xe

6
7

con.
Hệ thống ròng rọc của cơ cấu nâng hạ hàng.
Cầu thang di chuyển.
Động cơ di chuyển xe con được biểu diễn trên hình 1.18.

Hình 1.18. Động cơ di chuyển xe con của cầu trục QC hãng Kalmar
Động cơ sử dụng cho di chuyển xe con bao gồm 16 động cơ không đồng
bộ 3 pha sử dụng điện áp định mức U đm = 400V với công suất định mức là Pđm =
9,2 kW và tốc độ động cơ n = 1465 vg/ph.


CHƯƠNG 2: LẮP ĐẶT VÀ BỐ TRÍ CÁC SENSOR TRONG HỆ THỐNG
CỦA CẦU TRỤC QC HÃNG KALMAR CẢNG VIP GREENPORT
2.1. Khái quát chung về các Sensor
Ngày nay, tự động hóa đã được áp dụng vào tất cả các lĩnh vực để nâng

cao chất lượng sản phẩm, giảm bớt chi phí cũng như rút ngắn thời gian sản suất
và đặc biệt là thay thế con người làm việc trong môi trường khắc nghiệt, độc hại.
Senser chính là những thiết bị nắp đặt trực tiếp tại nơi làm việc để truyền tín
hiệu về hệ thống điều khiển. Chính vì vậy để sản xuất ra các thiết bị senser phải
đáp ứng được độ tin cậy và chính xác cao, giá thành hợp lí.
Các loại Senser sử dụng phổ biến trong công nghiệp:
-

Cảm biến ánh sáng: là thiết bị có khả năng nhận biết các biến đổi của ánh sáng
môi trường bên ngoài để thay đổi trạng thái đầu ra của nó. Cảm biến ánh sáng đa
số được sử dụng cho đèn chiếu sáng, đèn công cộng, đèn hành lang… tự động

-

mở đèn khi trời tối và tắt khi có đủ ánh sáng.
Cảm biến nhiệt độ: là thiết bị dùng để cảm nhận, biến đổi nhiệt độ đầu vào thành
các đại lượng điện (dòng điện, điện áp…) có thể đo và xử lí được. Cảm biến
nhiệt độ được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: công nghiệp (nhà máy phát
điện, thủy điện, nhiệt điệt, nhà máy sản xuất khí, gas, hóa chất, công nghiệp sinh
học thực phẩm, xi măng, giấy), trong ứng dụng hàng ngày (bếp lò, lò nung, lò

-

ấp, lò nướng bánh…)
Cảm biến tiệm cận: là thiết bị để phát hiện đối tượng mà không cần chạm vào
nó. Cảm biến tiệm cận được sử dụng phổ biến nhất là loại cảm ứng từ, nó phát
ra một trường điện từ để phát hiện đối tượng kim loại đi qua gần bề mặt của nó.
Đây là cách thông thường dễ nhất mà kỹ thuật cảm biến áp dụng cho những ứng
dụng phát hiện đối tượng kim loại trong phạm vi một hoặc hai inch của bề mặt


-

cảm biến.
Cảm biến tốc độ (Encoder): là cảm biến dùng để đo tốc độ của động cơ, máy
điện. Nó hiển thị hết quả cho người điều khiển biết đồng thời làm tín hiệu phản
hồi trong điều khiển.


-

Cảm biến hồng ngoại đo khoảng cách: là cảm biến dùng tia hồng ngoại để xác
định khoảng cách đến đối tượng cần đo.
2.2. Lắp đặt và bố trí các Sensor trên cầu trục
Với người vận hành điều khiển cầu trục tại cabin việc giám sát mọi
chuyển động của cầu trục bằng mắt là rất khó khăn. Việc xếp dỡ container từ tàu
vào bờ đòi hỏi sự chính xác và an toàn tuyệt đối đối với hàng hóa và con người.
Chính vì vậy việc hỗ trợ giám sát, phản hồi từ các cảm biến đưa về màn hình
điều khiển tại cabin giúp cho người vận hành giám sát toàn bộ cầu trục một cách
dễ dàng và an toàn hơn. Dưới đây là một số loại cảm biến được lắp dặt và bố trí
trên cầu trục.
1 Cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại đo khoảng cách hình 2.1.

Hình 2.1.Cảm biến hồng ngoại đo khoảng cách
Cảm biến hồng ngoại MLKS240 – AH của hãng Blauhut được lắp tại 2
mặt ngoài của chân đế phía bờ sông cách mặt đất 1,5m. Dùng để đo khoảng cách
khi có vật thể tiến gần lại chân cầu trục. Kết quả đo sẽ được phản hồi về PLC và
hiển thị trên cabin điều khiển. Khi khoảng cánh đo được nhỏ hơn khoảng cách
cho phép, tín hiệu vào PLC cho tín hiệu ra điều khiển rơle tác động cầu trục
ngừng di chuyển.

2 Cảm biến tiệm cận


Cảm biến tiệm cận hình 2.2.

Hình 2.2. Cảm biến tiệm cận
Cảm biến tiệm cận IG0112 hãng IFM, điện áp làm việc 24VDC hoặc
250VAC, khoảng cách phát hiện 8mm, đầu ra thường đóng, nhiệt độ môi trường
làm việc – 25 ÷ 80oC, chỉ thị trạng thái đầu ra LED màu vàng.
Cảm biến tiệm cận được lắp đặt tại chân cầu trục để phản hồi tín hiệu cáp
điện bị trùng hoặc căng cáp. Từ đó điều khiển động cơ quấn cáp cho hợp lí. Như
vậy sẽ có 2 cảm biến tiệm cận được nắp tại đây để báo trùng và căng cáp. Khi ở
trạng thái bình thường đầu cảm biến sẽ có 1 thanh kim loại, khi có hiện tượng
trùng hoặc căng cáp xảy ra dây cáp sẽ tác động gạt thanh kim loại ra khỏi đầu
cảm biến. Lúc đó tín hiệu từ cảm biến báo về sẽ điều khiển động cơ nhả hoặc
thu dây cáp lại. Khi cáp không bị trùng hoặc căng nữa thì thanh kim loại lại trở
về vị trí ban đầu.
3 Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ hình 2.3.


Hình 2.3. Cảm biến nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ AZT-I 524 của hãng Eberle được đặt bên ngoài cửa
buồng điện, buồng biến áp, buồng nâng hạ công son: Kích thước: 91 x 91 x 53
mm; điện áp làm việc 230V – 50Hz; môi trường làm việc: -20 oC ÷ 40oC. Cảm
biến này được sử dụng để đo nhiệt độ môi trường bên ngoài buồng điện để điều
khiển điều hòa không khí bên trong buồng điện.
Cảm biến nhiệt độ hình 2.4.

Hình 2.4. Cảm biến nhiệt độ

Cảm biến nhiệt độ KTO 011 của hãng Stego được lắp đặt tại tủ điện DCF1
trong cabin, tủ điện TMF1 buồng biến áp và tủ điện TYF1 trên xe con.
Thông số của cảm biến: kích thước 64,5 x 42 x 38mm, điện áp làm việc
230V – 50Hz, dải nhiệt độ điều chỉnh 0oC ÷ 60oC, tiếp điểm dạng thường đóng.


Cảm biến được mắc nối tiếp với điện trở sấy. Khi nhiệt độ môi trường đạt
tới giá trị đặt của cảm biến, tiếp điểm thường đóng sẽ được mở ra → điện trở
sấy ngừng hoạt động.
Thermostat hình 2.5:

Hình 2.5. Thermostat
Cảm biến nhiệt độ thermostat SK3110.000 của hãng Rittal, kích thước 71
× 71 × 33.5, sử dụng điện áp 24V – 48V – 60VDC hoặc 115V – 250VAC, phạm
vi điều chỉnh 5 ÷ 60 oC, tiếp điểm dạng thường mở. Thermostat được dùng để
bật tắt nguồn cho quạt làm mát trong tủ điện. Khi nhiệt độ môi trường đạt tới giá
trị đặt của thermostat thì tiếp điểm của nó đóng lại cấp nguồn cho quạt làm mát.
4 Cảm biến báo cháy
Cảm biến báo cháy lắp đặt tại buồng nâng hạ hình 2.6.


Hình 2.6. Cảm biến báo cháy
Cảm biến báo cháy ER10018909 của hãng ESY-LUX được lắp đặt tại
buồng nâng hạ công son, buồng trạm biến áp, buồng điện và buồng nâng hạ.
Cảm biến sử dụng nguồn pin 9V. Bốn cảm biến tại 4 buồng được nối với nhau
bằng dây điện thành một hệ thống báo cháy đưa tín hiệu báo động về cabin điều
khiển. Khi phát hiện có khói cảm biến báo động về cabin bằng chuông và đèn
báo.
5 Cảm biến tốc độ (Encoder)
Cảm biến tốc độ (Encoder) được biểu diễn trên hình 2.7.


Hình 2.7. Cảm biến tốc độ (Encoder)
Encoder của hãng Baumer, sử dụng trong dải điện áp 9÷30 VDC, tốc độ
xung n = 200 ÷ 2500vg/ph, lệch pha 90o, phương pháp đo quang học.


Cảm biến tốc độ được lắp trực tiếp vào trục quay của động cơ để đo tốc
độ và chiều quay của động cơ, hiển thị kết quả đo cho người vận hành biết đồng
thời làm tín hiệu phản hồi trong điều chỉnh.